Hormonal Gelişim ve Hücresel İndüksiyon

 

Hormonal Gelişim

Vücut, mesajları dolaşım sistemi aracılığıyla göreceli olarak uzun mesafelere iletmek için hormon denilen birçok iç kimyasal sinyalleri kullanır, testosteron (erkek eşey hormonu) ve adrenalin (tehlike işareti veren hormon) sadece iki örnektir.
Omurgalılarda hormonlar, farklılaşmış dokunun tüm karakterine bürünmesine yardım ederek gelişmede etkili bir şekilde rol oynarlar; fakat onlar toplam olarak yol gösterici etkileyicilerden (instructive inducers) daha önemlidirler. Eğer hücreler olası bir doku ya da organ olarak bir tarafa konulursa (yol gösterici etkileyicilere yanıtta belirleyiciliğin bir sonucu olarak) ve onların gelişimsel potansiyeli gerekli izin verici hormon eksikliği için ifade edilemezse bu organizmaya ne yarar sağlar? Yol gösterici etkileyiciler ve izin verici hormonlar arasındaki bu gerekli iç oyun, amfibilerin gonatlarında çalışabilir. Gonatlar erkeklerin sperm üreten testisleri ve dişilerin yumurta üreten ovaryumlarıdır. Birincil eşey organlarıdır. İki farklı hücre çeşidi amfibilerde gonatları oluşturmak için erken dönemde yan yana bulunur. Çevrede kortikal hücreler merkezde ise medüllar hücreler yer alır. Kortikal hücreler ovaryum dokusunu medullar hücreler ise testis dokusunu oluşturacak potansiyele sahiptir. Birinin ya da diğerinin potansiyeli, sadece eşey hormonu eşeysel olarak yapılmamış embriyonik gonada etki ettiğinde üstünlük kazanır.
Benzer olarak aynı embriyonik ilkin doku, insanlarda her iki eşeyin yardımcı eşey organlarını oluşturur. Acaba erkek ve dişi yapıları oluşturan bu ilkin doku embriyonik gelişimin kritik evresinde embriyoda erkek eşey hormonu bulunup bulunmadığına mı dayanıyor? Kuşlarda durum tam tersidir, dişilik hormonu embriyonun kritik evrelerinde bulunmadıkça eşey organları bir erkeğe ait gelişim sürecini izler.

 

Hücresel İndüksiyon

Gelişmenin en olağanüstü noktası, hücrelerin hep birlikte uyumlu hareketleri ve dokunun yeni yapıları ve şekilleri oluşturmak için kıvrılmasıdır (morfogenez). Dorsal dudak hücreleri doğru yönde blastulanın diğer kısımlarını arkalarına çekerek yavaş yavaş ilerler ve doğru noktada dururlar. Optik kesecik hücreleri dıştaki ektoderme doğru göçe ne zaman başlayacaklarını, hedeflerine ulaştıklarında ve sonra uygun çanağı nasıl yaratacaklarını bilirler. Blastula ve daha sonra embriyonun morfolojik olarak önemli eksenlerini belirlemek için kimyasal olarak kutuplaştığını biliyoruz, fakat hangi moleküllerin göçmekte olan hücrelere yönsel bilgi sağladığını ve bulundukları yerin nasıl okunduğunu bilmiyoruz.
Hücrelerin kendini nasıl seçip ayırdığının ilk ipucu, erken doku ayırma deneylerinden geldi. Eğer farklı gelişen iki organdan -örneğin karaciğer ve böbrek- hücreler birbirinden ayrılır ve iki grup birlikte karıştırılırsa hücreler kendilerini yavaşça, fakat doğru bir şekilde iki kümeye ayırırlar. Mikroskop altında her biri bir çok yalancı ayak içeren, komşu hücrelere dokunan ve yapışan ve kendini bazılarına doğru çeken bazılarına doğru çekmeyen hücreleri görebiliriz.
Moleküler düzeyde her hücre zarında genellikle bir ya da birkaç çeşit hücre yapıştırıcı molekülün (cell-adhesion molecules = CAM’s) çok bol miktarda bulunduğunu biliyoruz. Bugüne kadar uğraştığımız tipik bağlayıcı mekanizmalara benzemeyen şekilde iki farklı molekül birbirine bağlanır. Örneğin glukoz ve glukoz reseptörü. Her çeşit CAM kendini diğer aynı çeşit CAM moleküllerine özel bir şekilde bağlar, bu duruma homofilik baglanma denir. Karaciğer hücre zarlarındaki CAM’Iarın bir kaç farklı sınıfının oranı oldukça birbirine benzer, fakat dalak hücrelerindeki karşılık olan orana uymaz. Sonuç olarak karaciğer hücreleri, dalak hücrelerine hafifçe yapışırken kendi cinsine ait olanlara sıkı bir şekilde yapışır. Göç eden bir karaciğer hücresi, yalancı ayaklarını geri almaya çalışır, kendini en kuvvetli bağlanmış olduğu hücrelere doğru çeker ve dalak hücreleriyle olan moleküler bağlantısını kaybeder. Bu durum, iki değişik organ hücresinin kendilerini ayırt etmesini sağlayan farklı ilgisinden kaynaklanmaktadır. Buna çok benzer bir olay da dorsal dudak hücreleri hareket etmeye başladıkları zaman gerçekleşebilir. Gelişim saatleri (belki bir özgül kimyasalın artan konsantrasyonu) hücrelere gastrulasyon zamanının geldiğini söyleyip zarda yeni bir takım CAM’ların yerleşmesine neden olabilir. Genel kimyasal gradiyentler birtakım başlangıç yön tayinlerini ve göçmekte olan hücrelere yarayan rota seçimini sağlamak için diğer hücre ya da yapıların bulunmalarını sağlarlar, ama CAM’lar bir hücre büyümeye başladığı andan itibaren o hücrenin alternatif rotalarına karar vermekte belirleyici faktör olarak ortaya çıkarlar.
Yalancı ayaklar oluşmaya başlayıp bağlantılar ararlar ve anteriyör dorsal yöndeki en güçlü etkileşimleri bulmaya başlarlar. Dorsal dudak hücreleri, daha iyi eşlerin keşfiyle daha uzağa çekilerek (ve blastulanın posteriyör yüzeyini) CAM’ları elde edebilir, kendilerini en iyi eşleri bulana kadar ileriye doğru sürüklerler, herhangi bir yön daha güçlü bağlantıların olasılığını sunamazsa göç ve yer değiştirme durur. Ancak daha ileri değişimlerin, örneğin nörülasyonun zamanı geldiğinde zarın içindeki belirli CAM’ların kümesi değiştirilebilir ve hücreler tekrar uygun dokuları aramaya başlarlar.
CAM’ların yapılarının incelenmesiyle büyük bir süpriz olarak ortaya çıkan sonuca göre CAM’lar bağışıklık sisteminin özelleşmiş proteinleriyle yakından ilişkilidirler. Öyle görünüyor ki CAM’lar sirke sineği Drosophila ve bağışıklık sistemi olmayan daha aşağı omurgalılarda bulunduklarından bu gelişimsel tanıma sistemi memelilerin bağışıklık sistemi moleküllerinin evrimi için temel oluşturmuştur.

Şekil Oluşumu

Embriyo gastrula ve nörula evrelerini geçirdikten sonra uzunluğu boyunca farklı organlar görülmeye başlar. Böceklerden insanlara kadar gelişmede daha ileri basamaklar için plan, her alanın büyük ölçüde bağımsız gelişmesi ile izlenen embriyo alt bölümlerinden birinin bir dizi alana girmesidir.

Kaynakça:
https://www.sciencedirect.com

Yazar: Taner Tunç